CN112689456A - 带有检测系统的挤奶系统 - Google Patents
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Abstract
一种挤奶系统包括挤奶装置、奶管线以及用于来自奶管线的奶的采样与分析装置(14)，该采样与分析装置包括控制单元(25)、带有用于检测样本中的物质的试剂垫(34)的载体(33)、用于将样本配给到试剂垫上的配给装置、用于检测来自那个试剂垫的辐射并分析锁检测到的辐射以指示所述物质的存在或浓度的传感器装置(28)。配给装置包括带有供应管线的喷嘴(41)、用于将液体泵送到喷嘴的泵(45)、平坦壁部分(53‑2)以及将平坦壁部分和喷嘴彼此挤压以关闭喷嘴的移动器。这样，喷嘴可以被充满到已知水平并且没有气泡。此后，样本泵可以提供具有已知体积的样本液滴，这样能够更好地控制样本供应过程。
Description
本发明涉及一种挤奶系统，其包括：用于从乳畜挤奶的挤奶装置、与挤奶装置处于流体连接的奶管线、采样与分析装置，该采样与分析装置被布置为从该奶管线中获取奶样本并且分析来自该样本的奶，其中，该采样与分析装置包括：用于控制该采样与分析装置的控制单元；载体，该载体包括基材，一个或多个试剂垫设置在该基材上，该一个或多个试剂垫被布置为提供该样本中至少一种物质的存在的可检测响应；配给装置，该配给装置被布置为在该控制单元的控制下将一部分样本提供到这些试剂垫之一上；光学传感器装置，该光学传感器装置被布置为检测来自被供应有所述样本部分的试剂垫的光辐射，并且分析所检测到的光辐射以提供所述至少一种物质的存在或浓度的指示，其中，该配给装置包括：喷嘴，该喷嘴带有用于将一部分奶样本供应到该喷嘴的供应管线，该喷嘴被布置用于将该样本部分供应到该试剂垫；以及泵，该泵由该控制单元控制并且被布置用于通过该供应管线将液体朝向该喷嘴泵送。
文件WO 02/069697 A1披露了一种用于在挤奶系统中使用的奶采样与分析装置，并且该奶采样与分析装置包括携带有带有试剂的干条的带。在采样时，将几滴奶样本滴到干条上，且多余的流体被收集在干条下的漏斗中。样本在干条上的反应通过CCD相机被检测。
已知装置的问题在于，不能很好地控制样本到试剂上的供应控制。在条带上需要相对较长的试剂段，以及需要大的冲洗孔和大的废物漏斗。由于大多数试剂是酶或包含酶或其他生物制剂，因此需要大量资源才能生产，因此似乎已知的装置并非总是非常高效地进行采样。在挤奶系统中，特别是在没有人为监督的情况下操作的机器人挤奶系统中，有利的是这些挤奶系统可以在无需人为干预的情况下长时间操作。因此，期望具有大量可用于采样的试剂，这也需要高效的采样设置。
因此，本发明的目的是提供一种上述类型的挤奶系统，该挤奶系统能够更高效地进行采样，特别是允许对采样过程进行更好的控制。
本发明的另一个目的是提供一种上述类型的挤奶系统，该挤奶系统能够长时间高效地操作而无需人为干预。
本发明实现了这些目的中的至少一个目的。另外，在第一方面，本发明提供了根据权利要求1的挤奶系统，特别是一种包括如下内容的挤奶系统：用于从乳畜挤奶的挤奶装置、与该挤奶装置处于流体连接的奶管线、采样与分析装置，该采样与分析装置被布置为从该奶管线中获取奶样本并且分析来自该样本的奶，其中，该采样与分析装置包括：用于控制该采样与分析装置的控制单元；载体，该载体包括基材，一个或多个试剂垫设置在该基材上，该一个或多个试剂垫被布置为提供该样本中至少一种物质的存在的可检测响应；配给装置，该配给装置被布置为在该控制单元的控制下将一部分样本提供到这些试剂垫之一上；光学传感器装置，该光学传感器装置被布置为检测来自被供应有所述样本部分的所述试剂垫的光辐射，并且分析所检测到的光辐射以提供所述至少一种物质的存在或浓度的指示，其中，该配给装置包括：喷嘴，该喷嘴带有用于将一部分奶样本供应到该喷嘴的供应管线，该喷嘴被布置用于将该样本部分供应到该试剂垫；泵，该泵由该控制单元控制，并且被布置用于通过该供应管线将液体朝向该喷嘴泵送；平坦壁部分；以及移动器，该移动器被布置为将该平坦壁部分和该喷嘴彼此挤压以由此关闭该喷嘴。
在本文中，“关闭喷嘴”应当被理解为是指通过将喷嘴压靠在平坦壁部分上或反之亦然，喷嘴基本上封闭。然而，将清楚的是，取决于喷嘴出口和平坦壁表面的粗糙度，以及两者相互挤压的力，有些泄漏将是可能的。
通过上述设置，可以使喷嘴被液体填充至其边缘，在其出口表面处形成明确的弯月面。这例如可以通过使泵向喷嘴提供过剩的液体来实现。由于喷嘴不能完全密封地封闭，所以此过剩物会在喷嘴表面与平坦壁部分之间离开出口。此过剩的液体可以侧向地喷射。重要的是，喷嘴现在已被充满，在喷嘴中没有留下空气，也没有未知尺寸的鼓起液滴。通过这样精确地知道在喷嘴出口处的几何形状，泵可以将控制得很好的液滴输送到试剂垫，而不会有比那更多的液体。这具有许多优点。首先，其允许严格控制试剂垫的面积，因为可以高效地防止液体溢出到相邻的试剂垫或溢出到相邻的试剂垫上。附加地，对体积和尺寸的严格控制使得能够准确知道样本液滴何时会触碰试剂垫，从而何时开始转移液体以及何时开始反应。因此，试剂垫可以制得更小，从而需要更少的资源来生产试剂垫。在一些实施例中，还确保了一定数量的试剂垫的集合比以前占用更少的空间，反之亦然：现在，相似体积的试剂垫包含更多数量的试剂垫，使得采样与分析装置可以在没有人为干预的情况下操作更长的时间，比如用于更换带或盒。另一个优点是，存在多余液体的机会较小，从而减少了浪费，而且在装置或其环境中溢出的液体也较少。这继而提高测量的可靠性和准确性，并且需要较少的清洁。
在从属权利要求以及说明书的现在以下部分中描述了本发明的特定实施例及其特征和优点。
在实施例中，平坦壁部分包括柔性材料，特别是弹性膜。通过柔性材料，可以考虑喷嘴表面中的公差，从而使得基本上每个喷嘴表面都实现“密封接触”。这也允许多余液体更容易在喷嘴表面与平坦壁部分之间逸出。附加地，由于平坦壁部分是柔性的，所以施加在液体上的反压力或反作用力相对较小，并且明确。所有这一点进一步有助于形成明确的弯月面。在本文中，“柔性”是指平坦壁部分在来自喷嘴的液体的压力的影响下可能发生可检测的弹性变形。壁部分优选地是弹性膜，比如特别是橡胶膜。
在实施例中，配给装置进一步包括喷嘴移动器，该喷嘴移动器被布置为在控制单元的控制下沿纵向方向、比如朝向和背离带或平坦壁部分移动可移位喷嘴。因此，喷嘴移动器被布置为将喷嘴带到对象，并且将喷嘴从对象撤回。例如，如果喷嘴要用液体被填充到边缘，则喷嘴首先被带到平坦壁部分、用液体填充、然后被撤回。同样，如果喷嘴要将液体样本供应到试剂垫，则喷嘴被带向该垫、释放液体样本、然后被撤回。这里重要的是应注意，撤回喷嘴可以有助于控制和防止多余的液体。应注意，总体移动方向可能比仅沿喷嘴的纵向方向更复杂。例如，平坦壁部分和带通常位于不同的位置，使得喷嘴优选地也在垂直于纵向方向的方向上可移动。因此，具有这种喷嘴移动器增加了系统的灵活性。
在实施例中，移动器包括平坦壁部分移动器，该平坦壁部分移动器被布置为使平坦壁部分在喷嘴与带有试剂垫的载体之间移动。代替或除了具有在垂直于其纵向方向的方向上可移动的喷嘴之外，在这些实施例中，平坦壁部分是可移动的，特别是朝向喷嘴可移动且可移动到喷嘴的前方。这样，喷嘴的可移动性可以被限制在纵向方向上，这样确保对移动的更好、更可靠的控制。这样继而提高了样本输送的精度，从而提高了测量和分析的精度。在使用时，平坦壁部分移动至喷嘴的前部。使喷嘴和平坦壁部分彼此接触，将喷嘴填充到边缘，并且使平坦壁部分缩回。现在，喷嘴已准备好用于将样本的液滴供应到试剂垫。
在实施例中，在提供样本部分期间，试剂垫面向下。通过这种措施，重力有助于控制样本液体的供应，因为它不会对液体施加额外的力，而是施加反作用力。这意味着大大减少了将过多液体提供到试剂上的机会。这继而允许使用更小的试剂垫，并且减少了供应的液体溢出到相邻试剂垫上的机会。可替代地，仅因为降低了风险，现在可以限制应防止这种溢出的措施，比如试剂垫之间的距离太大等。附加地，如果仍然向试剂垫提供过多液体，由于重力会将液体拉回到那个方向，因此很可能这会被样本供应系统再次收集。
优选地，在提供样本部分期间，试剂垫背离通向光学传感器的光路。这意味着试剂被设置在带的第一侧上，而沿循光路到达光学传感器的来自试剂垫的辐射被发射通过带并且从带的相反侧射出。在最简单的情况下，传感器被设置在带的此相反侧正上方。也可以将光学传感器设置在远处，光辐射通过比如反射镜或光导管的光学装置被引导至光学传感器。在这种情况下，光学传感器无需物理上背朝试剂垫。然而，光路仍然是通过带且远离试剂垫。这种设置的优点在于可以更清楚地遵循试剂对样本液体的液滴的反应时间的发展，因为可以从下方(即透明的试剂垫)，而不是从上方(即已变色的试剂垫)观察色变或变色。而且，如果样本液体滴将从试剂垫掉落，它将不会在传感器(或光学路径上的任何光学设备)的方向掉落，而是远离传感器的方向掉落，这样将减少这种滴影响测量可靠性和准确性的可能性。在本文中，传感器因此不被定位在试剂垫的正下方，而是例如定位在垫的上方，并且传感器透过带看到垫上。可替代地，可以移动和转动垫，使得其在竖直平面等中延伸，然后将传感器水平地布置，依此类推。
在实施例中，泵被布置用于从喷嘴吸回液体。这允许以非常受控的方式供应液体，因为例如供应液体滴以使得其与试剂垫接触，随后被吸回以便破坏液滴与试剂垫之间的接触。这使得能够进一步控制液体供应，并且尤其在试剂垫/液体组合显示出相对较慢的转移速度和/或毛细作用的情况下，这可能被证明是有利的，使得控制此液体转移的时间相对长。
在实施例中，采样与分析装置进一步包括布置在平坦壁部分周围的密封边缘，密封边缘和平坦壁部分共同形成用于接纳喷嘴的第一空间。这样确保在平坦壁部分与喷嘴之间逸出并因此或多或少地向侧面移动的液体不被喷射到采样与分析装置的空间中，而是现在(也)可以收集在第二空间中，且例如被排放。
在实施例中，配给装置包括溢流装置，该溢流装置包括壁，该壁至少部分地包围喷嘴，在壁与喷嘴之间设有溢流空间，进一步包括与溢流空间连接或可与其连接的排放口。这允许过剩的液体被收集在溢流装置中。这不仅有利于收集无意中的过剩液体，以便防止液滴弄脏设备。其进一步允许甚至原地用液体仔细冲洗喷嘴，而不会有弄脏设备的风险。采样与分析装置可以例如被布置为供应样本的清洁部分，然后供应适当的样本部分。为此，首先将喷嘴置于相对远离试剂垫的位置。这样防止了液体意外转移到试剂垫上。随后，控制单元布置采样与分析装置，比如其泵，以将样本的第一部分(这里称为清洁部分)供应到喷嘴。此清洁部分对喷嘴施加清洁作用，分别去除可能留在或收集在那里的较旧的样本液体和/或污垢。此清洁部分被收集在溢流装置中，并且通过排出而被运送走。在执行清洁动作后，现在清洁的喷嘴可以供应一部分样本(液滴)，以转移到试剂垫。如果期望的话，可以将采样与分析装置替代地或进一步布置为向喷嘴提供单独的清洁流体，比如水，可选地与清洁剂一起。同样，此清洁流体可以收集在溢流装置中，并通过排放口排出。在所有这些情况下，有利的是，无论是奶还是其他样本流体和/或清洁流体的液体供应逆着重力方向，使得可以对液体的流动施加最佳控制，并且可以执行清洁，而不会造成任何进一步的并发情况。
在实施例中，当喷嘴被接纳在第一空间中时，溢流装置的壁和密封边缘处于密封接触，第一空间和溢流空间处于直接流体连接。这样确保被喷射的多余液体的排出可以是经由溢流空间的排出，并且防止由要排出的流体产生的不期望的反压力。
在实施例中，排放口的排放截面面积是供应管线的供应截面面积的至少两倍大，优选地四倍大。这确保了在低压/低真空下基本上始终能够排出收集的液体/多余液体，这有助于防止排出问题，并且防止喷嘴中的液体受到反压力。
在实施例中，载体包括带，该带缠绕在携带该带的带卷轴上，该带包括基材，一系列所述试剂垫设置在该基材上，其中，采样与分析装置包括带移动器，该带移动器被布置为在控制装置的控制下移动和退绕所述带。尽管可以提供具有一个或多个试剂垫的干条，如在从文件WO 02/069697 A1已知的系统中那样，但有利的是试剂垫全部设置在带上。带控制结构在本领域中是众所周知的，并且相当简单和可靠，并且例如类似于磁带盒走带机构。这样允许在一条带上最多有数千个试剂垫，并且无中断操作时间非常长。
重要的是，许多上述优点不限于在挤奶系统中使用采样与分析装置。而是，使用平坦壁部分和喷嘴更好地控制一部分样本向试剂的输送或供应的能力可以在基本上任何液体采样与分析系统中使用。因此，本发明还提供了一种采样与分析装置，该采样与分析装置包括：用于控制该采样与分析装置的控制单元；载体，该载体包括基材，一个或多个试剂垫设置在该基材上，该一个或多个试剂垫被布置为提供该样本中至少一种物质的存在的可检测响应；配给装置，该配给装置被布置为在该控制单元的控制下将一部分样本提供到这些试剂垫之一上；光学传感器装置，该光学传感器装置被布置为检测来自被供应有所述样本部分的所述试剂垫的光辐射，并且分析所检测到的光辐射以提供所述至少一种物质的存在或浓度的指示，其中，该配给装置包括：喷嘴，该喷嘴带有用于将一部分奶样本供应到该喷嘴的供应管线，该喷嘴被布置用于将该样本部分供应到该试剂垫；泵，该泵由该控制单元控制，并且被布置用于通过该供应管线将液体朝向该喷嘴泵送；平坦壁部分；以及移动器，该移动器被布置为将该平坦壁部分和该喷嘴彼此挤压以由此关闭该喷嘴。应明确注意的是，所有从属权利要求的所有特征、以及针对根据本发明的挤奶系统所描述的所有实施例的所有特征也都适用于具有对应优点的采样与分析装置。
现在将通过下面和附图中描述的多个实施例进一步说明本发明，附图中：
图1示出了根据本发明的挤奶系统的图形表示；
图2示出了如根据本发明的挤奶系统中的采样单元的图形表示；
图3示出了在样本液滴制备中的本发明实施例的细节；以及
图4a至图4c示出了现有技术的喷嘴的填充，而图4d示出了在本发明的实施例中的喷嘴的填充。
图1示出了根据本发明的用于对乳畜的乳房100的乳头101挤奶的挤奶系统1的图形表示。挤奶系统1包括与短奶管线3连接的乳杯2，短奶管线进入奶瓶4中，该奶瓶继而与主奶管线5连接。奶泵用6表示，用7表示的三通阀与散装罐管线8连接，该散装罐管线与散装奶罐9连接，并且三通阀与污水管线10。
挤奶机器人11具有机器人臂12和机器人控制单元13。采样单元总体上用14表示，采样管线15带有可选的采样阀16。
在使用挤奶系统1时，机器人控制单元13控制挤奶机器人11的机器人臂12，以将乳杯2贴附到比如奶牛的乳畜的乳房100的乳头101上。随后被挤出的奶在真空的影响下离开乳杯2并被收集在奶瓶4中，真空通过此处未描绘的泵经由短奶管线3施加。
为了符合法律要求，必须对每个乳头的初乳进行物理变化测试，如果需要的话，测试其他异常性质。这可以通过分开的初乳测试装置来完成，或者可以借助于根据本发明供应的采样单元14来完成。然后将使用替代的样本管线15'。在否定评估的情况下，收集在奶瓶4中的挤出的奶然后将通过奶泵6经由主奶管线5和三通阀7被泵送到污水管线10。所有这些装置都在机器人控制单元13的控制下。相反，如果奶被评估为合格，则奶将通过散装管线8被泵送到散装奶罐9。
采样单元14也可以从奶瓶4中获取样本，特别是从自所有乳头挤出的并且在所有挤奶期间挤出的奶中获取混合样本。这有助于获得对被送到散装罐9或可能被送到几个散装奶罐之一的奶的良好评估(如果基于初乳评估或其他方式而是不合格的，比如是抗生素奶)。例如，不同奶牛的奶可以基于采样单元14确定的脂肪含量、蛋白质含量或其他而被送到不同的散装罐。在这样的实施例中，如图1所示实施例，样本管线15从奶瓶4延伸到采样单元14，并且可选地具有样本阀15。应注意，样本阀也可以是采样单元14内部的一部分。
然而，最常见的是，采样单元14用于每四个乳头之一101或针对整个乳房100/乳畜确定奶牛的奶的性质，该性质随后用于乳畜管理而不是用于奶的命运的立即控制。示例是对比如孕酮等在乳畜的生殖循环中期作用的激素的测量、对于乳畜的喂养或代谢健康有关的物质的测量。然后，基于采样单元14进行的评估，农民或控制单元13可以调整喂养，呼叫兽医进行健康检查或授精等等。
图2示出了在根据本发明的挤奶系统中的采样单元14的图形表示。采样单元14具有箱子20，该箱子具有盖21和箱内空间24，该盖围绕铰链22铰接并且使用锁23锁定。在箱子20中，设置有采样器控制单元25、发出光27的光源26、相机28、驱动器29和盒30。
盒30具有窗口31，该窗口可以覆盖有挡板32，并且可以通过该窗口观察带有试剂垫34的带33。带33缠绕在供带卷轴35上，该供带卷轴可绕子壳体37中的轴36旋转，该子壳体具有通过密封件39封闭的出口开口38并且围成子壳体内部空间40。管嘴用41表示，被带有壳体排放管线43的溢流杯42部分地包围，并且其本身与由样本泵45控制的壳体供应管线44连接。
驱动器29包括管嘴移动臂46，该管嘴移动臂通过第一凸轮式轮48围绕铰链47可铰接地驱动，该第一凸轮式轮继而由未示出的凸轮驱动器围绕轴49可旋转地驱动，并且具有第一凸轮50。驱动器29还包括泵驱动臂45'，该泵驱动臂驱动可移动泵元件45”。驱动器29还包括冲洗杯移动臂51，该冲洗杯移动臂可通过第二凸轮50'绕铰链52驱动并且在其端部承载冲洗杯53。
用过的带被收集在收集卷轴54上，该收集卷轴可通过带驱动器56绕轴55驱动。壳体内部空间用57表示。液体连接件58为外部排放管线59和外部供应管线60提供连接，该外部供应管线通过阀装置61可与奶采样管线62(比如图1的采样管线15)以及清洁流体供应管线63连接，该清洁流体供应管线通过供应泵64从储存器65供应清洁流体。
如这里所示的采样单元14包括具有许多固定部件和可替换盒或壳体30的基本上不透光不透气的箱子20，该盒或壳体具有相对大量部件，每次替换盒30时，这些部件替换。然而，例如也可以将替换局限于具有带试剂垫34的带33的供带卷轴35。稍后将示出这一点。
在图2的实施例中，盒或壳体30可以通过如下方式被替换：将锁23解锁，比如通过转动钥匙，移动螺栓等，随后围绕铰链22打开盖21，取出用过的盒30并用新的未使用的盒更换其。通过放置盒30，分别手动地或自动地建立壳体排放管线43与外部排放管线59之间以及壳体供应管线44与外部供应管线60之间的流体连接58。可通过驱动器29驱动的不同臂45'、46、51处于空转位置，在该空转位置，这些臂靠在相应的凸轮上，其中的两个凸轮在这里分别被示出为第一和第二凸轮50、50'。此后，采样单元14被再次封闭。应注意，代替移动臂45'、46和51，可以使用移动喷嘴和/或冲洗杯的其他装置，比如气动装置，这些装置可以经由气体管和流体连接器连接，可像排水管线和供应管线一样进行连接，并且可经由气体泵或任何其他合适装置进行控制。
在使用中，通过奶采样管线62，比如从图1中的奶瓶4，并且经由阀装置61和外部供应管线60、流体连接件58、壳体供应管线44、样本泵45和管嘴41供应奶样本。此外，样本泵通过可移动泵元件45”被置于打开位置，该可移动泵元件在驱动器29的控制下，继而由采样器控制单元25控制，由泵驱动臂45'驱动。应注意，采样器控制单元是箱子20内部的一部分，并且与图1中的机器人控制单元13分开。采样器控制单元也可以仍作为分开的部件或者甚至作为机器人控制单元13的组成部分而设置在箱子20的外部。此外应注意的是，根据本发明，虽然将使用如在冲洗杯53中所设置的平坦壁部分，但是这将结合图3以及进一步阐明。样本泵45可以是任何合适的泵，比如蠕动泵。蠕动泵的优点在于其可易于关闭，比如通过将可移动泵元件压靠在抵接表面上，并且可准确地控制以将少量(比如样本的液滴)定量给送到试剂垫上。然而，不排除可以提供良好定量控制的其他类型的泵。
样本的液滴因此由管嘴41提供在试剂垫34上。这些试剂垫34被设置为在带33上的一系列连续的垫，并且提供奶样本中待检测物质的存在(可检测)量的可检测响应。例如，在奶样本中存在孕酮时，试剂垫34可以显示出变色，变色速度取决于孕酮的浓度，当然，也可以使用其他物质。通过相机28来检测该响应或其存在，该相机通过箱子中的窗口31对来自试剂垫34的辐射进行成像。此辐射或者是由光源26发出、然后被试剂垫34反射或散射的辐射27，或者可以是试剂对来自光源26的辐射27的反应、比如荧光反应产生的不同类型的辐射。光源26可以发射光辐射，比如可见光、UV(A)辐射或(近)红外光，并且可以比如从对应的LED或其他中适当地选择。为了保护盒30的内容物、特别是带有试剂垫34的带33以防辐射的任何不利影响，可以可选地通过沿双箭头方向移动的挡板32覆盖该窗口。
在管嘴41将奶样本液滴供应给试剂垫34之后，相机28观察该垫并检测任何响应。垫34首先通过带移动器56移动，该带移动器使带33稍微前进。这不仅释放出随后的垫34，而且还将垫移动到相机28的视场。应注意，还可能的是，该视场是喷嘴41提供样本液滴的地方。这样允许立即观察试剂垫中的响应。而且，新的未使用的垫可以在受保护的环境中保持尽可能长的时间。优选地，相机28的视场包含超过一个的试剂垫34。这允许在不只在一般挤奶/采样时间内保持看到试剂垫。对于奶牛和对每头奶牛采样，此时间可能短至几分钟。这样短的时间在试剂垫中需要相对高剂量的试剂。如果在较长时间(比如两倍或三倍于该时间)内保持看到试剂垫，则这是没有必要的，可以通过让相机28看到两个或三个试剂垫来实现。当然，其他数量也是可能的，但是非常高的数量会减少相机28可以从每个单独的试剂垫34提取的视觉信息量。
在通过相机28进行评估之后，带有现在使用过的试剂垫的带33被带移动器56进一步向前拉，最终被卷到收集卷轴54上。带移动器56可以是用于使收集卷轴54转动的任何类型的电机，比如来自磁带盒走带机构的电机、或步进电机。
带33可以包括超过一种类型的试剂垫34。用于这种反应的试剂通常是酶或其他生物活性物质。通常，这些对湿气非常敏感，湿气会影响其性能。例如，单独湿气会导致显色反应，这当然是不令人期望的，因为没有意义。这也可能导致试剂的灵敏度不同，从而降低测量准确度。由于这些和其他原因，有利的是尽可能地防止和抑制湿气的存在。
本发明通过多种可能的措施来抑制湿气。首先，显然，箱子20被制造成尽可能气密的，使得湿气只能原则上由箱内空间24中的空气提供，而箱内空间的体积可以保持较小。还可以比如通过吸收性内衬或通过比如硅胶等吸收剂包装来在箱子20内提供湿气吸收。然而，因为箱子20原则上是挤奶系统的采样单元的永久部件，所以这种衬里将不可避免地变得湿气饱和并且因此无效，而对于吸收剂包装同样如此，最终将需要替换，因此如果可以预防，则其表示不令人期望的人为干预。
设置有带的盒30永远不需要比箱内空间24的(相对)湿度高。然而，因为始终存在永久或临时的连接，所以某些湿气可能会渗过箱壁。但是更重要的是，采样固有地将湿气带入盒30。因此，也期望用于抑制盒30内部的湿气的措施。此外，例如，在子壳体37中设置具有带未使用的试剂垫34的带33部分的供带卷轴35。带32通过出口开口38离开子壳体，该出口开口通过例如鸭嘴形密封件39或其他合适的密封件密封。这确保了来自壳体内部空间57的湿气将仅非常缓慢地进入子壳体内部空间40。由于带有试剂垫34的带33可以并且将在非常干燥的环境中生产，因此子壳体37中的空气可以具有非常低的(相对)湿度，例如仅百分之几。根据鸭嘴形的质量，低湿度仅需要非常缓慢地上升。
为了进一步抑制湿气，根据本发明，供带卷轴35本身至少在其表面处设置有干燥剂。在当前示出的示例中，供带卷轴35基本上由具有干燥剂性能的材料制成，这意味着其能够主动地从周围空气中去除水。这进一步确保了子壳体37内部的湿度、因此在未使用的试剂垫34处的湿度在甚至更长的时间内保持在合适的水平，比如百分之几。并且由于供带卷轴35可能在子壳体37内占据相当大的体积，因此取决于完全缠绕的带与供带卷轴35的直径之间的比率，总体吸湿能力可能非常高。
吸湿性能取决于所使用的材料。优选地，该材料是复合材料，其至少包括真正的干燥剂/湿气吸收剂/吸附剂、以及为供带卷轴35提供足够强度的基质。有效的示例由CapitolSpecialty Plastics公司出售，例如其Active-VialTMM3003系列。这样的材料包括物理干燥剂，其中湿气被收集在微观孔(微筛)中，被聚合物基质包围，比如聚丙烯、聚乙烯、其混合物等。为此，添加所谓的通道形成剂，比如EVOH(乙烯-乙烯醇)，确保在干燥剂材料和(熔融)聚合物混合的过程中(实际上是之后)形成通道。这些通道确保湿气可以到达嵌入在聚合物基质中的干燥剂材料。因此，即使是位于深处的干燥剂材料也可以吸引并结合空气中的湿气，这样大大提高了总吸收能力。然而，也可能主要在供带卷轴35的表面处具有(真正的)干燥剂材料。例如，在供带卷轴35仅被使用相对较短的时间的情况下，具有较高的吸收速度并且具有较小的总吸收容量可能更好。
又一可选措施是使收集卷轴54至少在其表面处也包括干燥剂材料。可选地，收集卷轴54也基本上由干燥剂材料制成，其方式与以上针对供带卷轴35描述的非常相同。优点是多方面的，例如，壳体内部空间57中的空气中的所有湿气、特别是来自逸出到壳体内部空间57的供应样本的湿气可以被收集卷轴54吸收。这有助于降低所述空间中的湿度，继而限制湿气渗入子壳体37。应注意，尽管是有利的，但是不需要设置这种子壳体37，特别是在收集卷轴54也设置有干燥剂材料或由干燥剂材料制成时，因为于是两个卷轴35和54的吸湿能力和/或速度非常大。
现在将结合图3，特别是4d进一步解释本发明的优点，这些优点与在形成样本液滴中使用平坦壁部分相关。然而，起点是图2，该图特别示出了带有冲洗杯53的冲洗杯移动臂51、带有喷嘴41的喷嘴移动臂46、以及驱动器29。冲洗杯53包括平坦壁部分，在样本液滴形成的准备期间，喷嘴41将被压靠在该平坦壁部分上。另外，驱动器29被操作以使喷嘴移动臂46绕着铰链47旋转和/或冲洗杯移动臂51绕着铰链52旋转，使得喷嘴41被压靠在冲洗杯53(的底部)上。然后，驱动器29被进一步操作，以允许样本泵45用样本液体填充喷嘴41，然后将喷嘴从冲洗杯中收回，随后通过进一步操作驱动器29将冲洗杯摆开。喷嘴41然后准备通过再次操作驱动器29的带凸轮的轮而被带到试剂垫34，并且向试剂垫供应由适当受控的样本泵45计量的样本液体的液滴。
更详细地，图3示出了溢流杯42，该溢流杯具有喷嘴41，该喷嘴包括喷嘴壁41-1和喷嘴通道41-2，并且具有壳体排水管线43和壳体供应管线44。溢流空间用66表示。此外，冲洗杯移动臂51的远端承载概括地用53表示的冲洗杯，该冲洗杯包括杯壁部分53-1、平坦底部53-2、波纹管基部53-3和波纹管53-4。冲洗空间用67表示。这里未示出图2的喷嘴移动臂46，以防止混淆相关细节。在喷嘴41的顶部与平坦底部53-2之间存在狭缝68。
应注意的是，这里的冲洗杯53由不同部件53-1至53-4构成，这样部件允许优化每个部件的特定功能。然而，同样可以比如通过注射成型等将冲洗杯53形成为整体部件。
在使用时，为了进行准备，首先通过适当地操作驱动器29来移动相应的移动臂46和/或51，将溢流杯42和喷嘴41一起定位在冲洗杯53内部。在本文中，冲洗杯53的波纹管53-3/53-4有助于将喷嘴定位并居中，并且同时密封喷嘴与环境隔开。以这种方式，由组合的溢流空间66和冲洗空间67形成密封体积。应注意，它们将会重叠，并且由于柔性波纹管的性质，可能具有变化的体积。喷嘴41的末端将抵靠在冲洗杯的平坦底部53-2上，这将原则上密封喷嘴通道41-2。然而，平坦底部53-2由有点柔性的材料制成，比如橡胶膜。然后，当将液体供应到喷嘴通道41-2时，将形成窄缝隙68。当现在通过喷嘴喷射液体时，此液体将被收集在溢流杯42的溢流空间66中，然后将通过壳体排水管43被排出。这种液体可以是冲洗液体，比如热水、温水或冷水，如果需要的话，具有例如来自挤奶机器人清洁操作的一种或多种清洁剂。液体也可以是奶，比如来自新样本的初乳，以便冲洗掉之前样本的可能的残留物。重要的是，喷嘴通道将不仅没有之前奶样本残留物，而且也没有留下的气泡，使得喷嘴通道将被充满。当因此冲洗喷嘴41时，冲洗液体经由壳体排水管线43排出。应注意，此管线的截面面积大于壳体供应管线的截面面积，特别是至少2-4倍大，以便防止液体在空间66、67中积聚，因此防止对通过喷嘴通道41-2的液体供应产生反压力。
平坦底部的进一步优点是可以很好地控制滴中的液体量。现在将关于图4a至图4d进行说明。
图4a至图4c示出了填充现有技术喷嘴通道41-2的三种可能程度。在图4a中，存在平均填充，其中液滴70在喷嘴壁41-1和末端上有些鼓起。在图4b中，填充量接近最大值，液滴70鼓起很大。图4c示出了通道41-2未填充满液体70'，具有凸弯月面71。当通道41-2将被填充液体到具有凸弯月面时，它可能例如是仅填充了通道的通道壁附近，而在通道的中心中，液体液位会低于末端，但是这里，在喷嘴末端的液位之下至少还会有一些空气。简而言之，喷嘴41可以具有许多可能的填充液位。然而，当试图供应样本液滴形式的已知量的流体时，这是不利的。
为了纠正这一点，根据本发明，如图3中已经示出的，通道41-2通过在喷嘴压靠在平坦底部上的情况下喷射流体来充满，但是不超过它。然后剩下的被示出在图4d的左侧部分中：充满的喷嘴通道41-2具有非常低的但重要的是已知的弯月面71'。此后，未示出的样本计量装置(比如蠕动泵)将已知量的样本流体计量到壳体供应管线中，结果被示出在图4d的右侧部分中：已知且恒定体积的样本液滴70”。添加的体积已经指示为交叉阴影线体积。但是重要的是，液滴具有已知的尺寸。这样可以防止太大的液滴的不期望(过早或其他方式)的掉落。还确保当液滴被带向试剂垫时，将精确知道液滴何时触碰试剂垫，从而知道反应将开始的时刻。而且，防止由于样本液滴中缺少液体而导致试剂垫中的错误反应。
应注意，液滴的体积可以大于特定反应或试剂垫大小所需的体积。然后，可以通过反转样本泵等来吸走剩余的液体。这可以在预定时间之后或根据某种其他措施来完成。应注意，当从下方供应样本时，这将是最好的，因为那样重力不会干扰样本液滴的吸回。然而，在其他实施例中，比如在从上方供应样本的地方，不排除实现吸回特征。
这里应注意的是，在所示的实施例中，特别是图2中的实施例，许多部件是任选的，或者可以用替代物代替。特别地但是非排他性地，可以省去盒或壳体30和/或子壳体37。然后也可以省去窗口31，以使得相机28直接看向试剂垫34。相机28和/或光源26也可以设置在箱20的外部，等等。如上所述，所有这些替代方案都不应偏离本发明的主旨，这涉及对样本液体供应的更好控制，并且使用平坦壁部分，在实际供应液滴之前喷嘴被压靠在该平坦壁部分上。在本文中，应注意的是，当供应(许多)一个以上的液滴时，本发明的相对重要性变小。
上述实施例仅用于帮助说明本发明，而不以任何方式限制本发明。本发明的范围而是由所附权利要求确定。
Claims (11)
1.一种挤奶系统，包括：用于从乳畜挤奶的挤奶装置、与所述挤奶装置处于流体连接的奶管线、采样与分析装置，所述采样与分析装置被布置为从所述奶管线中获取奶样本并且分析来自所述样本的奶，其中，所述采样与分析装置包括：
-用于控制所述采样与分析装置的控制单元，
-载体，所述载体包括基材，一个或多个试剂垫设置在所述基材上，所述一个或多个试剂垫被布置为提供所述样本中至少一种物质的存在的可检测响应，
-配给装置，所述配给装置被布置为在所述控制单元的控制下将一部分所述样本提供到所述试剂垫之一上，
-光学传感器装置，所述光学传感器装置被布置为检测来自被供应有所述样本部分的所述试剂垫的光辐射，并且分析所检测到的光辐射以提供所述至少一种物质的存在或浓度的指示，
其中，所述配给装置包括：
-喷嘴，所述喷嘴带有用于将一部分所述奶样本供应到所述喷嘴的供应管线，所述喷嘴被布置用于将所述样本部分供应到所述试剂垫，
-泵，所述泵由所述控制单元控制，并且被布置用于通过所述供应管线将液体朝向所述喷嘴泵送，
-平坦壁部分，以及
-移动器，所述移动器被布置为将所述平坦壁部分和所述喷嘴彼此挤压以由此关闭所述喷嘴。
2.根据权利要求1所述的挤奶系统，其中，所述平坦壁部分包括柔性材料，特别是弹性膜。
3.根据任一项前述权利要求所述的挤奶系统，其中，所述配给装置进一步包括喷嘴移动器，所述喷嘴移动器被布置为在所述控制单元的控制下沿纵向方向、比如朝向和背离所述带或所述平坦壁部分移动所述可移位喷嘴。
4.根据权利要求3所述的挤奶系统，其中，所述移动器包括平坦壁部分移动器，所述平坦壁部分移动器被布置为使所述平坦壁部分在所述喷嘴与带有所述试剂垫的所述载体之间移动。
5.根据任一项前述权利要求所述的挤奶系统，其中，在提供所述样本部分期间，所述试剂垫面向下，优选地背朝通向所述光学传感器的光路。
6.根据任一项前述权利要求所述的挤奶系统，其中，所述泵被布置用于从所述喷嘴吸回液体。
7.根据任一项前述权利要求所述的挤奶系统，包括围绕所述平坦壁部分布置的密封边缘，所述密封边缘和所述平坦壁部分共同形成用于接纳所述喷嘴的第一空间。
8.根据任一项前述权利要求所述的挤奶系统，其中，所述配给装置包括溢流装置，所述溢流装置包括壁，所述壁至少部分地包围所述喷嘴，在所述壁与所述喷嘴之间设有溢流空间，进一步包括与所述溢流空间连接或可与其连接的排放口。
9.根据权利要求7和8所述的挤奶系统，其中，当所述喷嘴被接纳在所述第一空间中时，所述溢流装置的壁和所述密封边缘处于密封接触，所述第一空间和所述溢流空间处于直接流体连接。
10.根据权利要求8所述的挤奶系统，其中，所述排放口的排放截面面积至少是所述供应管线的供应截面面积的两倍大。
11.根据任一项前述权利要求所述的挤奶系统，其中，所述载体包括带，所述带缠绕在携带所述带的带卷轴上，所述带包括基材，一系列所述试剂垫设置在所述基材上，
其中，所述采样与分析装置包括带移动器，所述带移动器被布置为在所述控制装置的控制下移动和退绕所述带。
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